本技术涉及无线通信,尤其涉及一种基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线。
背景技术:
1、随着无线通信系统使用的频率的提高,其要求射频前端器件具备更小的体积和更好的性能。基片集成波导(siw)因其成本低、易于集成、损耗低且高品质因数等优点,使其成为高性能小型化射频器件的热门结构。同时,在传统的双工通信系统中,通常是将天线、双工器和滤波器分开设计,然后通过匹配网络将它们进行连接,这样会增加整个系统的体积和重量,并且带来额外损耗从而降低系统的整体性能。将天线、滤波器和双工器进行一体化集成化设计能够实现同时接收和发射信号的功能,并且可以使系统体积减小、重量减轻,还可以提高信号的传送效率,提升系统整体的通信质量。
2、利用传统的裂口环谐振器和贴片天线进行无缝集成,成功实现了在两个通带内具有相同极化特性的双工滤波天线,该天线为双层结构,其利用发卡形谐振器和贴片组成一个具有双通带的双频天线,然后在发卡形谐振器的两个开路端分别级联工作在不同频率的滤波网络,最终采用两个端口分别激励滤波网络,实现具有滤波功能的双工天线。现有技术中利用矩形槽加载的双模贴片和谐振器进行集成的方法来实现大频分比的双工滤波天线,该天线为三层结构,其双模辐射贴片工作在tm10和tm30模式,通过在贴片上挖槽,可以控制两个模式的谐振频率,两个微带谐振器通过槽耦合激励辐射贴片,从而实现双工滤波天线的设计。
3、还有一种水平级联的siw双工滤波天线,其采用单层结构,在背腔式槽天线的两端分别水平级联一个工作在基模状态的siw腔体来实现通带具有二阶响应的双工滤波天线,该结构长度尺寸较大。现有文献中提出的双工滤波天线具有结构相对复杂或尺寸较大的问题。因此,利用基片集成波导实现结构简单、小尺寸的双工滤波天线具有十分重要的研究和应用价值。
技术实现思路
1、本实用新型提供一种基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线,用以解决现有技术中双工滤波天线具有结构相对复杂或尺寸较大的问题,达到了将天线、双工器和滤波器一体化集成设计,不仅使系统体积大为减小、重量大为减轻,还可以提高信号的传送效率,提升系统整体的通信质量的目的。
2、本实用新型提供一种基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线,包括:
3、介质层基板;
4、上层金属,印刷在所述介质层基板的上端,包括馈电腔体、第一辐射腔体和第二辐射腔体,所述第一辐射腔体和所述第二辐射腔体分别与所述馈电腔体的两相邻侧边共边,所述馈电腔体未连接辐射腔体的两侧壁固定连接有微带线;
5、下层金属,印刷在所述介质层基板的下端,与所述上层金属形状相同;
6、金属过孔,所述上层金属的侧边设置有若干金属过孔,所述共边处中间位置设置有感性窗口,所述感性窗口处不开设金属过孔,所述金属过孔为通孔。
7、根据本实用新型提供的基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线:所述介质层基板的材料为玻璃纤维环氧树脂fr4。
8、根据本实用新型提供的基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线:所述微带线与所述馈电腔体之间的过渡方式为共面波导。
9、根据本实用新型提供的基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线:所述共面波导插入所述馈电腔体的长度与所述微带线和所述馈电腔体之间的耦合强度相关。
10、根据本实用新型提供的基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线:所述第一辐射腔体和所述第二辐射腔体分别用于发射信号和接收信号,所述第一辐射腔体和所述第二辐射腔体的中间位置开设有细缝,两个所述细缝分别为水平和竖直方向,提高首发信号之间的隔离度。
11、根据本实用新型提供的基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线:所述感性窗口的大小与所述第一辐射腔体、第二辐射腔体和所述馈电腔体之间的耦合强度相关。
12、本实用新型产生的有益效果:
13、本实用新型提供的基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线,其由两级谐振腔构成,第一级双模腔体作为馈电腔体,实现双工和第一级滤波的作用;第二级开细缝的单模腔体作为辐射腔体,实现天线辐射和第二级滤波的作用,通过收发缝隙天线的正交放置,实现它们之间的正交极化关系,提高了它们之间的隔离度。本实用新型将天线、双工器和滤波器一体化集成设计,不仅使天线的系统体积大为减小、重量大为减轻,还可以提高信号的传送效率同时提升系统整体的通信质量。
14、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
1.一种基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线,其特征在于:所述介质层基板(1)的材料为玻璃纤维环氧树脂fr4。
3.根据权利要求1所述的基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线,其特征在于:所述微带线(203)与所述馈电腔体(201)之间的过渡方式为共面波导。
4.根据权利要求3所述的基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线,其特征在于:所述共面波导插入所述馈电腔体(201)的长度与所述微带线(203)和所述馈电腔体(201)之间的耦合强度相关。
5.根据权利要求1所述的基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线,其特征在于:所述第一辐射腔体(2021)和所述第二辐射腔体(2022)分别用于发射信号和接收信号,所述第一辐射腔体(2021)和所述第二辐射腔体(2022)的中间位置开设有细缝,两个所述细缝分别为水平和竖直方向,提高首发信号之间的隔离度。
6.根据权利要求1所述的基于基片集成波导双模腔体的正交极化双工滤波天线,其特征在于:所述感性窗口的大小与所述第一辐射腔体(2021)、第二辐射腔体(2022)和所述馈电腔体(201)之间的耦合强度相关。